RCOR1通过稳定LSD1促进成肌细胞分化与骨骼肌再生:表观遗传调控新机制

【字体: 时间:2025年07月03日 来源:Cell Death Discovery 6.1

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  本研究揭示了转录共抑制因子RCOR1在骨骼肌生成中的关键作用。研究人员通过体内外实验证实,RCOR1通过稳定组蛋白去甲基化酶LSD1(Lysine-Specific Demethylase 1)的蛋白水平,协同调控成肌细胞增殖(通过抑制P21)和分化(通过MyoD-myogenin通路),最终促进肌肉损伤后的再生过程。该发现为肌肉退行性疾病治疗提供了新的表观遗传靶点。

  

骨骼肌作为人体最大的组织系统,其再生能力依赖于肌肉干细胞(卫星细胞,SCs)的激活和分化。然而,在肌肉损伤和衰老过程中,这一再生过程常出现障碍。尽管已知组蛋白修饰酶LSD1在肌生成中起关键作用,但其上游调控机制仍不明确。芬兰研究团队在《Cell Death Discovery》发表的研究,首次揭示了转录共抑制因子RCOR1(REST Corepressor 1)通过稳定LSD1蛋白,成为调控肌生成的关键表观遗传开关。

研究采用小鼠C2C12成肌细胞系、原代成肌细胞和肌肉损伤模型,结合基因沉默(siRNA)、免疫共沉淀(Co-IP)、蛋白稳定性分析和免疫荧光等技术。关键发现包括:

RCOR1动态表达与肌生成相关
通过时序分析发现,RCOR1蛋白在增殖期成肌细胞中高表达,随分化逐渐降低,与LSD1表达模式一致。在肌肉损伤模型中,RCOR1在再生早期(4天)显著上调,与卫星细胞标记物Pax7共定位。

RCOR1调控成肌细胞命运
基因沉默实验显示,RCOR1缺失导致:

  1. 增殖障碍:通过上调细胞周期抑制因子P21,使BrdU+细胞减少50%
  2. 分化缺陷:MyHC+肌管形成率下降70%,关键肌源性因子myogenin表达受抑
    值得注意的是,P21共沉默仅能挽救增殖缺陷,提示RCOR1通过独立通路调控增殖与分化。

RCOR1-LSD1-MyoD分子轴
机制研究发现:

  • RCOR1与LSD1、MyoD形成物理复合物
  • RCOR1缺失加速LSD1泛素化降解(MG132处理可逆转)
  • LSD1过表达能完全挽救RCOR1缺失导致的肌管形成障碍

体内验证肌肉再生功能
在CTX诱导的肌肉损伤模型中,RCOR1沉默导致:

  • 再生肌纤维横截面积减小40%
  • 中央核肌纤维比例下降60%
  • 伴随LSD1和MyoD蛋白水平显著降低

这项研究首次阐明RCOR1作为"表观遗传稳定器"的双重功能:一方面通过抑制P21维持卫星细胞增殖池,另一方面通过稳定LSD1-MyoD复合物激活肌源性程序。该发现不仅完善了肌生成的表观调控网络,更为肌营养不良等疾病的治疗提供了新策略——靶向RCOR1-LSD1轴可能同时改善干细胞扩增和分化障碍。研究还提示,RCOR1在肌肉中的特异性高于RCOR2/3,为开发精准干预手段奠定基础。

未来研究可进一步探索:①RCOR1在不同肌肉疾病模型中的表达特征;②小分子化合物靶向RCOR1-LSD1相互作用的可行性;③该通路在肌肉衰老中的作用。这些方向将推动表观遗传疗法在肌肉再生领域的临床应用。

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